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可编程控制器综合应用实践方案教学提示•本章中的综合应用实践项目是常见的典型控制课题，通过学习可较全面地掌握PLC控制系统的设计方法、编程思路和接线原理等。培养学生的工程应用能力。项目包括十字路口交通灯控制、数码显示控制、自动送料装车系统、液体自动混合、步进电机控制

、四层电梯控制等。在这些项目中尽量使用功能指令来简化编程，从而学习功能指令的应用。教学过程中注重学生的思维引导，鼓励学生用不同的指令、不同的编程方法来实现相同的控制功能。教学目标•通过对本章内容的学习与动手实践，掌握典型控制项目的PL

C系统设计、各种控制功能的程序实现，学会常用功能指令的使用，培训学生的综合应用能力。10.1十字路口交通信号灯控制10.3自动送料装车系统的控制10.4液体自动混合控制装置10.2数码显示控制10.5电镀生产线控制10.7四层电梯控制

10.8机械手自动控制及组态设计10.6步进电机控制10.1十字路口交通信号灯控制1.课题设计要求•某十字路口，南北向和东西向分别有绿、黄、红各二组信号灯。开关合上后，东西绿灯亮4秒后闪2次（0.5秒亮，0.

5秒灭）→黄灯亮2秒灭→南北接着绿灯亮4秒后闪2次（0.5秒亮，0.5秒灭）→黄灯亮2秒；如此循环。当东西绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应南北红灯亮。而当南北绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应东西红灯亮。2.实践硬件支持1)P

LC应用综合实验实训考核台；2)十字路口交通灯实验单元模块、按钮开关模块；3)各种连接导线。3.课题原理与提示1)步进指令及状态编程。2)指定周期方波信号的产生。3)信号的跨状态输出。北东西南(a)模拟图绿灯黄灯红灯绿灯黄灯红灯4s2s2s4s2s2

s东西向南北向X20(b)信号波形图图10.1十字路口交通灯控制4.课题实施过程1)I/O分配输入输出名称输入点名称输出点起停开关SB12X20东西向绿灯Y20东西向黄灯Y21东西向红灯Y22南北向绿灯Y23南北向黄灯Y24南北向红灯Y252)控制程序编写3)接线与调试Y20COMCOM5Y2

2绿灯Y23SB1212V＋－黄灯红灯绿灯黄灯红灯Y21Y24Y25东西向南北向PLCX20图10.3十字路口交通灯控制接线图5.思考与提升•为了满足当某个方面车流量大时，能延长这个方向上的绿灯时间，以增加这个方向上的流量。在原控制要求的基础上，增

加暂停按钮，可以停留在东西向绿灯状态或南北向绿灯状态。使对应状态时间延长，再次按下暂停按钮，红绿灯恢复设定时间自动运行。10.2数码显示控制1.课题设计要求•开关SB12闭合时，数码管就循环显示0~9，每个数字显示1秒。SB12断开时，无显示或显示0。2.实践硬件支

持1)铁塔之光/LED数码管显示实验单元模块、按钮开关模块；2)PLC应用综合实验实训考核台；3)各种连接导线。3.课题原理与提示1)数码管的ABCDEFG七段对应Y0…Y6，计数器循环计数。2)用数据寄存器存放变化的数字，用INC（加1）指令使数字不断递增，用CMP（比较）指令实现数据的循环。3

)也可以用功能指令直接七段译码。4.课题实施过程1)I/O分配输入输出名称输入点名称输出点起停开关SB12X10七段数码管A段Y0七段数码管B段Y1七段数码管C段Y2七段数码管D段Y3七段数码管E段Y4七段数码管F段Y5七段数码管G段Y62)控制程序编写图10.4数码显示控制梯形图•

用数据寄存器D0存放变化的数字0~9。由特殊功能继电器M8013产生秒脉冲，采用加1指令使D0中的数据不断递增，每过一秒加1。当D0中的数据递增为10时，D0中再次赋值为0。•程序中M8002对程序初始

化，把K0（十制数0）放入数据寄存器D0中。当比较指令（CMP）的比较结果为等于时（D0=10），M11=1，则，D0中赋值0。•当SB12断开时，D0=0，[INCD0]指令不工作。数码管上显示0。3)接线与调试X10Y0PLCSB1

2Y2AY312V＋－BCDEFGY1Y4Y5Y6COMCOM图10.5数码显示控制接线图5.思考与提升1)当SB12开关闭合时，数码管就循环显示0~A，每个数字显示0.5秒；当SB12开关断开时，数码管上显示“H”。2)数码管就循环显示9~0，每个数字显示0.8秒。10.3自动送料

装车系统的控制1.课题设计要求⑴初始状态，红灯L2灭，绿灯L1亮，表示允许汽车进来装料。料斗K2，电机M1、M2、M3皆为OFF。当汽车到来时（用S2开关接通表示），L2亮，L1灭，M3运行，电机M2在M3接通2秒后运行，电机M1在M2启动2秒后运行，延时2秒后，料斗K

2打开出料。当汽车装满后，（用S2断开表示），料斗K2关闭，电机M1延时2秒后停止，M2在M1停2秒后停止，M3在M2停2秒后停止。L1亮，L2灭，表示汽车可以开走。⑵S1是料斗中料位检测开关，其闭合表示料

满，K2可以打开，S1分断时，表示料斗内未满，K1打开，K2不打开。•自动送料装车系统模拟图K1K2S1L1L2S2M1M2M3图10.6自动送料装车系统模拟图2.实践硬件支持1)自动送料装车系统实验单

元模块、按钮开关模块；2)PLC应用综合实验实训考核台；3)各种连接导线。3.课题原理与提示1)用M8002特殊功能继电器进行初始化。2)可以用两个状态分别表示“汽车到”、“汽车装满”来进行分状态编程。4.课题实施过程1)I/O分配输入输出名称输入点名称输出点料位检测S1X0料斗进料K1Y0汽车到

/装满S2X1料斗放料K2Y1电动机M1Y2电动机M2Y3电动机M3Y4绿灯L1Y5红灯L2Y62)控制程序编写•自动送料装车系统控制程序如图10.7所示。M8002对程序进行初始化，绿灯亮，红灯灭，其余输出均OFF。•装料的汽车到，S2闭合，X1=1，X1上升沿使绿灯灭

、红灯亮；电机M3得电运行，同时定时器T0开始计时，当定时的2秒时间到，起动M2；再过2秒（由T1定时），M1起动；再过2秒（由T2定时），如果料斗满（X0=1），则[SETY001]打开K2放料。•当汽车装满（

X1由1变为0），则关闭K2[RSTY001]，同时T3开始计时；当T3计时时间到，电机M1停止[RSTY002]；再过2秒（T4定时），M2停止；再过2秒（T5定时），M3停止，红灯灭、绿灯亮。当料斗不满，S1无信号（X0=0），料斗打开K1进料（Y0=1）；料斗满（X0=1

），Y0=0停止进料。图10.7自动送料装车系统控制梯形图3)接线与调试X0Y0X1PLCS2Y1K112VS1K2＋－M1M2L1L2Y2Y3Y4Y5Y6M3COMCOM图10.8自动送料装车系统控制接线图5.思考与提升1)根据上述控制要求，如何增

加车辆计数功能？2)采用步进状态编程来实现本课题设计要求。10.4液体自动混合控制装置1.课题设计要求1)任务㈠液体自动混合控制1•在液体混合罐上有三个电磁阀和一个搅拌电动机。Y1、Y2电磁阀控制不同液体注入，Y4控制液体排出。电动机M用于搅拌混合液体。要

求如下：•⑴初始状态时容器空，Y1、Y2、Y4电磁阀和搅拌系统均为OFF，液面传感器L1、L2、L3均为OFF。⑵按下SB1按钮，Y1为ON，开始注入液体A，液面升到L2时（此时L2、L3为ON），Y1=OFF，停止注入，打开液体B电磁阀（Y2=ON），注入液体B，液面

升至L1=ON，关闭B阀门（Y2=OFF）。开启搅拌机M，搅拌混合6秒后停止。然后，排放混合液体，Y4=ON，当液面降至L3，再经过3秒容器即可放空，使Y4=OFF。由此完一个混合搅拌周期，随后将周期性自动循环。⑶当按下SB2（

停止）开关后，操作完毕后，停止操作，回到初始状态。2)任务㈡液体自动混合控制2•在液体混合罐上有三个电磁阀和一个搅拌电动机。Y1、Y2电磁阀控制不同液体注入，Y4控制液体排出。电动机M用于搅拌混合液体。加热器H用于给液体加热。要求如下：•⑴初始状态时容器空，Y1、Y2、Y4电磁

阀和搅拌系统均为OFF，液面传感器L1、L2、L3均为OFF。⑵按下SB1（启动）按钮，Y2为ON，开始注入液体B，液面升到L2时（此时L2、L3为ON），Y2=OFF，停止注入，打开液体A电磁阀（Y1=ON）

，注入液体A，液面升至L1=ON，关闭A阀门（Y1=OFF）。开启搅拌机M，搅拌混合5秒后停止。加热器H开始工作。⑶当液体温度达到指定的温度时，温度传感器T=ON，加热器停止工作H=OFF。然后，排放混合液体，Y4=ON，当液面降至

L3，再经过3秒容器即可放空，使Y4=OFF。由此完一个混合搅拌加热周期，随后自动停止。图10.9液体自动混合控制装置模拟图2.实践硬件支持1)多种液体自动混合实验单元模块、按钮开关模块；2)PLC应用综合实验实训考核台；3)各种连接导线

。3.课题原理与提示1)液面传感器均为有水时有信号输出，无水时无信号输出。2)自动信号产生电路只适用任务㈠。3)当混液过程一开始，必须完成完整的混合过程后才能停止。4.课题实施过程1)I/O分配输入输出名称

输入点名称输出点开始按钮SB1X0注液电磁阀Y1Y1停止按钮SB2X5注液电磁阀Y2Y2液面传感器L1X1排液电磁阀Y4Y4液面传感器L2X2搅拌电动机MY5液面传感器L3X3加热器HY6温度传感器TX4

2)控制程序编写•任务㈠控制程序如图10.10(a)所示。辅助继电器M0作为起停控制用，当按了开始按钮，M0得电，按了停止按钮，M0失电。液体混合工作过程如下：(1)当按动开始按钮，打开电磁阀Y1（Y1=1），并自锁，注入液体A；(2)当液面达到L2（X2=1），电磁阀Y1关闭（Y1=0），

打开电磁阀Y2，注入液体B，为了防止在排放液体时也会打开Y2，在Y2输出前串联Y4的常闭触点，保证排放液体时不会注入液体B；(3)当液体升高至L1（X1=1），关闭电磁阀Y2，同时，搅拌电动机开始工作（Y5=

1）、T0开始计时；(4)T0设定的6秒时间到，搅拌电动机停止工作，同时打开排液电磁阀Y4，开始排放混合液体；(5)当液面下降到L3以下（X3=0），这时定时器T1开始计时，3秒后排空混合液体，关闭Y4，同时自动进入下一个混液过程（程序中第6步，T1的常开触

点与X0的常开触点并联来实现）。•当按了停止按钮，M0失电断开，如果Y1没有在输出，则这当前混液过程结束时，自动停止。如果Y1已经在注入液体A，则表示已经开始了一个混液过程，Y1不能马上停止注入，所以在M0常开触点上并

联Y1，加以锁住。保证一个完整的混液过程结束后才停止。•任务㈡控制程序如图10.10(b)所示。控制任务要求增加液体的加热，要求按一下开始，执行一次混液过程，然后自动停止。(a)任务㈠程序(b)任务㈡程序图10.10液体自动混合控制装置梯形图

3)接线与调试X0Y1X1PLCL1Y2Y112VTY2＋－Y4MY4Y5Y6HSB2SB1L3L2X2X3X4X5COMCOM图10.11液体自动混合控制装置接线图5.思考与提升•当在混液过程中，如果当打开了相应电磁阀10秒后液面仍未达到相应的传感器，则关闭电磁阀并报警。10.5

电镀生产线控制1.课题设计要求•在电镀生产线左侧，工人将零件装入行车的吊篮并发出自动启动信号，行车提升吊篮并自动前进。按工艺要求在需要停留的槽位停止，并自动下降。在停留一段时间后自动上升，如此完成工艺规定的每一道工序直至生

产线末端，行车便自动返回原始位置，并由工人装卸零件。•电镀生产线控制模拟图原位1号槽2号槽3号槽左限下限XK1XK2XK3上限图10.12电镀生产线控制模拟图工作流程如下：(1)返回原位：表示设备处于初始状态，吊钩在下限位置，行车在左限

位置。•自动工作过程：启动→吊钩上升→上限行程开关闭合→右行至1号槽→XK1行程开关闭合→吊钩下降进入1号槽内→下限行程开关闭合→电镀延时1→吊钩上升→上限行程开关闭合→右行至2号槽→XK2行程开关闭合→吊钩下降进入2号槽内→下限行程开关闭合→电镀延时2→吊钩上升→上限行

程开关闭合→右行至3号槽→XK3行程开关闭合→吊钩下降进入3号槽内→下限行程开关闭合→电镀延时3→吊钩上升→上限行程开关闭合→左行至左限位→吊钩下降至下限位（即原位）。(2)连续工作：当吊钩回到原点后，延时一段时

间（装卸零件），自动上升右行。按照工作流程要求不停地循环。当按动“停止”按钮，设备并不立即停车，而是完成整个工作周期后返回原点，再停车。(3)单周期操作：设备始于原位，按下启动按钮，设备工作一个周期，然后停于原位。要重

复第二个工作周期，必须再按一下启动按钮。当按动“停止”按钮，设备立即停车，按动“启动”按钮后，设备继续运行。(4)步进操作：每按下启动按钮、设备只向前运行一步。2.实践硬件支持1)电镀生产线实验单元模块、按钮开关模块；2)PLC应用综合实验实训考核台；3)

各种连接导线。3.课题原理与提示•顺序控制类课题，用步进状态编程。4.课题实施过程1)I/O分配输入输出名称输入点名称输出点下限位开关X0上升Y0上限位开关X1下降Y1左限位开关X2右行Y31号槽行程开关XK1X3左行Y42号槽行程开关XK2X4原位指示Y73号槽行程

开关XK3X5原位装卸Y10返回原位X61号槽处理Y11连续工作X72号槽处理Y12启动按钮X103号槽处理Y13停止按钮X11步进操作X12单周期操作X132)控制程序编写图10.13电镀生产线控制梯形图•程序中所用软元件说明元件名称说明元件名称说明M10

0吊钩在原位S2行车从原位上方移动到1号槽上方M8002初始化脉冲S3吊篮下降到1号槽中，并电镀处理M8041允许状态转移S4吊篮从1号槽上升M8040禁止状态转移S5吊篮右行至2号槽上方M101辅助启动S6吊篮下降

到2号槽中，并电镀处理M8034禁止所有输出S7吊篮从2号槽上升M203辅助返回原位S8吊篮右行至3号槽上方T11号槽处理时间S9吊篮下降到3号槽中，并电镀处理T22号槽处理时间S10吊篮从3号槽上升T33号槽处理时间S11吊篮左行至左限位S

0初始状态S12吊篮下降至原位S1吊篮从原位上升状态3)接线与调试图10.14电镀生产线控制接线图操作过程：(1)按下“原点”开关，使设备处于初始位置，即零件位于左下方，此时原点指示灯亮。(2)按下“连续工作”开关，再按“启动”按钮，使设备连续工作，观察设备的工作

过程。按停止按钮，观察设备如何停止。(3)按下“单周期”开关，选择单周期工作方式，按“启动”按钮，设备工作一个周期后，应停于原位，在设备工作过程中按“停止”按钮，观察设备是否立即停止，再按下“启动”按钮，设备是否继续工作。(4)按下“单步”开关，选择单步工作方式，

每按一下启动按钮、设备只工作一步。5.思考与提升1)试分析返回原位的操作、程序执行过程。2)试分析单周期操作的程序执行过程。10.6步进电机控制•步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求

量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。•步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）。永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。混合式步进是指混合了永磁式和

反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。•步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方

向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机

，利用其没有积累误差（精度为100%）的特点，广泛应用于各种开环控制。•本课题实验采用小型四相永磁式步进电机。1.课题设计要求•步进电机的控制方式是采用四相双四拍的控制方式，每步旋转15度，每周走24步。电机正转时的供电时序是：AB→BC→CD→

DA→AB如此循环；电机反转时的供电时序是：DA→CD→BC→AB→DA如此循环。2.实践硬件支持1)步进电机实验单元模块、按钮开关模块；2)PLC应用综合实验实训考核台；3)各种连接导线。3.课题原理与提示•步进电机

单元设有一些开关，其功能如下：1)起动/停止开关——控制步进电机连续运转和单步运转的启动或停止。2)正转/反转开关——控制步进电机正转或反转。3)速度开关——控制步进电机连续运转，其中：•速度Ⅰ的速度为

62.5转/分（脉冲周期为40ms）。•速度Ⅱ的速度为15.6转/分（脉冲周期为160ms）。•速度Ⅲ的速度为8.93转/分（脉冲周期为280ms）。•速度Ⅳ的速度为6.25转/分（脉冲周期为400ms）。4)单步运转，当四个速度开关全部弹起（断开）时

，按一下单步按钮，电机运行一步。4.课题实施过程1)I/O分配输入输出名称输入点名称输出点起动/停止开关X6步进电机A相Y10正转/反转开关X0步进电机B相Y11速度IX1步进电机C相Y12速度ⅡX2

步进电机D相Y13速度ⅢX3速度ⅣX4手动单步按钮X52)控制程序编写•步进电机控制程序如图10.15所示。S0~S3对应于步进电梯的四拍。T200、T201联合产生周期为40ms的脉冲信号，即速度I所需要的步进脉冲；T202、T203联合产生周

期为160ms的脉冲信号，即速度Ⅱ所需要的步进脉冲；T204、T205联合产生周期为280ms的脉冲信号，即速度Ⅲ所需要的步进脉冲；T206、T207联合产生周期为400ms的脉冲信号，即速度Ⅳ所需要的步进脉冲。•M8002初始化脉冲，允许状态转移[

RSTM8040]。当停止时，X6=1，S0~S3被复位，Y10~Y13输出复位。当起动时（X6=0），每来一个步进脉冲，通过左移位指令[SFTLPM0M1K3K1]使M3M2M1M0四位输出，在0001→0010→01

00→1000四种组合循环。对应S0~S3，以实现四拍不同的输出组合。在每一个状态，X0决定不同的相得电，实现正转还是反转。•单步运转时，四个速度开关都断开，定时器T200~T207不计时，不产生步进脉冲给左移位指令。这时，按一下单步按钮，X5接通一下，S0~

S3中的活动状态向下转移一个，电机运行一步。图10.15步进电机控制梯形图3)接线与调试图10.16步进电机控制接线图按下列步骤进行实验操作：(1)将正转/反转开关设置为正转。(2)分别选定速度I、速度Ⅱ、速度Ⅲ和速度Ⅳ，然后将启动/停止开关置为“启动”，观察

电进电动机如何运行。按停止按钮，使电机停转。(3)将正转/反转开关，设置为“反转”，重复(2)的操作。•选定速度Ⅰ档，进入手动单步方式，启动/停止开关设置为启动时，每按一下单步按钮，电机进一步。启动/停止开关设置为“停止”，使步进电机退出工作状态。尝试正反转。5.思考与提升1)如何改变步进电机的转

速？2)如果采用200ms的脉冲，则转速是多少？3)编写一个使步进电机正转3.5圈，反转3圈的循环程序。10.7四层电梯控制1.课题设计要求•四层电梯运行符合以下原则：(1)接收并登记电梯在楼层以外的所有指令信号、呼梯信号，给予登记并输出登记信号。(2)根据最早登记的信号，自动判断电梯是上行还

是下行，这种逻辑判断称为电梯的定向。电梯的定向根据首先登记信号的性质可分为两种。一种是指令定向，指令定向是把指令指出的目的地与当前电梯位置比较得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，指令为一楼则向下行；指令为四楼则向上行。第二种是呼梯定向，呼梯定向

是根据呼梯信号的来源位置与当前电梯位置比较，得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，三楼乘客要向下，则按AX3，此时电梯的运行应该是向上到三楼接该乘客，所以电梯应向上。(3)电梯接收到多个信号时，采用首个信号定向，同向信号

先执行，一个方向任务全部执行完后再换向。例如，电梯在三楼，依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。如用信号排队方式，则电梯下行至二楼→上行至四楼→下行至一楼。而用同向先执行方式，则为电梯下行至二楼→下行至一楼→上行至四楼。显然，第二种方式往返路程短，因而效率高。(4)具有同向

截车功能。例如，电梯在一楼，指令为四楼则上行，上行中三楼有呼梯信号，如果该呼梯信号为呼梯向（K5），则当电梯到达三楼时停站顺路载客；如果呼梯信号为呼梯向下（K4），则不能停站，而是先到四楼后再返回到三楼停站。(5)一个方向的任务执行完要换向时，依据最远站换向原则。例如，电梯在一楼根据二楼指

令向上，此时三楼、四楼分别有呼梯向下信号。电梯到达二楼停站，下客后继续向上。如果到三楼停站换向，则四楼的要求不能兼顾，如果到四楼停站换向，则到三楼可顺向截车。轿厢12344321开门关门门厅厢内面板图10.17四层电梯模拟图2.实践硬件支持1)四层电梯控制实验单元模块

；2)PLC应用综合实验实训考核台；3)各种连接导线。3.课题原理与提示1)电梯输入信号及其意义：(1)位置信号。位置信号由安装于电梯停靠位置的4个传感器XK1～XK4产生。平时为OFF，当电梯运行到该

位置时ON。(2)指令信号。指令信号有4个，分别由“一～四”（K7～K10）4个指令按钮产生。按某按钮，表示电梯内乘客欲往相应楼层。(3)呼梯信号。呼梯信号有6个，分别由K1～K6个呼梯梯按钮产生。按呼梯按钮，表示电梯外乘客欲乘电梯。例

如，按K3则表示三楼乘客欲往上，按K4则表示二楼乘客欲往下。2)电梯输出信号及其意义(1)运行方向及显示信号。向上、向下运行信号两个，控制电梯的上升及下降；运行方向显示信号两个，由两个箭头指示灯组成，显示电梯运行方向。(2)指令登记信号。指令登记信号有4个，分别由L11～L14个指

示灯组成，表示相应的指令信号已被接受（登记）。指令执行完后，信号消失（消号）。例如，电梯在二楼，按“三”表示电梯内乘客欲往三楼，则L13亮表示该要求已被接受。电梯向上运行到三楼停靠，此时L12灭。(3)呼梯登记信号。

呼梯登记信号有6个，分别由L1～L6个指示灯组成，其意义与上述指令登记信号相类似。(4)开门、关门信号。指示开门与关门动作。(5)楼层数显信号。该信号表示电梯目前所在的楼层位置。由七段数码显示构成，LE

Da～LEDg分别代表各段笔划。4.课题实施过程1)I/O分配输入输出名称输入点名称输出点1层平层信号XK1X0向上运行显示L7Y02层平层信号XK2X1向下运行显示L8Y13层平层信号XK3X2上升Y24层平层信号XK4X3下降Y3内呼1层指令K7X4内呼1层显示L11Y4

内呼2层指令K8X5内呼2层显示L12Y5内呼3层指令K9X6内呼3层显示L13Y6内呼4层指令K10X7内呼4层显示L14Y71层外呼向上K1X101层外呼向上显示L1Y102层外呼向上K2X112层外呼向上显示L2Y113层外呼向上K3X123层外呼向上

显示L3Y122层外呼向下K4X132层外呼向下显示L4Y133层外呼向下K5X143层外呼向下显示L5Y144层外呼向下K6X154层外呼向下显示L6Y15开门Y16关门Y17••2)控制程序编写•电梯的PLC控制程序比较复杂，层数越多越复杂。程序设计通常可以

分成几个环节进行，然后将这些环节组合在一起，形成完整的梯形图。(1)呼叫登记与解除环节•四层电梯控制呼叫登记与解除程序如图10.18所示。M501～M504表示电梯轿厢在哪一层，M501得电表示在1层

。当在有内呼时，对应的内呼指示得电并自锁。有1层内呼时，登记信号Y4得电并自锁，当电梯到1层时（M501得电），则解除内呼登记信号。2层外呼向上时，登记信号Y11得电并自锁。当轿厢下行经过2层时，2层外呼向上不响应，所以不解除Y11。图10.18四层电梯呼叫

登记与解除(2)轿厢当前位置信号的产生与消除•电梯轿厢当前位置由图10.19程序决定。当轿厢与1层平层时，1层平层信号X0得电，这时没有2、3、4层平层信号。M501得电并自锁。当轿厢与其他楼层平层时，M501失电。•M501～M504辅助继电器具有断电保持。轿厢的当前位置信息在PLC断电后，

再次得电不会丢失。图10.19四层电梯轿厢当前位置的编程(3)上升/下降决策环节•上升/下降决策控制程序如图10.20所示。M525或M527得电，则表示电梯将上升。M526或M528得电表示电梯将下降。①电梯上升分为内呼要求和外呼要求•内呼要求：轿厢不在4层，有4层内

呼；轿厢不在3、4层，有3层内呼；轿厢不在2、3、4层（在1层），有2层内呼。•外呼要求：轿厢不在4层，有4层外呼向下；轿厢不在3、4层，有3层外呼（向上、向下）；轿厢不在2、3、4层（在1层），有2层外呼（向上、向下）。②电梯下降分为内呼要求和外呼要求•内呼要求：轿厢

不在1层，有1层内呼；轿厢不在1、2层，有2层内呼；轿厢不在1、2、3层（在4层），有3层内呼。•外呼要求：轿厢不在1层，有1层外呼向上；轿厢不在1、2层，有2层外呼（向上、向下）；轿厢不在1、2、3层（在4层）

，有3层外呼（向上、向下）。•上升时不能下降，下降时不能上升。哪一方向先响应，则执行完这一方向上的所有呼叫后，再响应相反方向的呼叫。图10.20四层电梯上/下行决策程序(4)停车环节•四层电梯停车环节程序梯形图如图10

.21所示。其中，M511为上升最远站换向停车；M512为下降最远站换向停车；M515为上升同向截车停站；M516为下降同向截车停站；M510为内呼到站停车。M100为综合停车。•M511得电停车的条件是：有“4层外呼向下”且轿厢“4层平层”；没有“4层外呼向下”和“内呼4层”、有“

3层外呼向下”且轿厢“3层平层”；没有3层和4层“综合呼”（内呼和外呼向上、向下）、有“2层外呼向下”且轿厢“2层平层”。•M512得电停车的条件是：有“1层外呼向上”且轿厢“1层平层”；没有“1层外呼向上”和“内呼1层”、有“2层外呼向上”且轿厢“2层平层”；没有1

层和2层“综合呼”（内呼和外呼向上、向下）、有“3层外呼向上”且轿厢“3层平层”。•M515得电停车的条件是：上升过程中，有“2层外呼向上”且“2层平层”或“有3层外呼向上”且“3层平层”。•M516得电停车的条件是：下降过程中，有“3层外呼向下”且“3层平层”或“有2层外呼向下

”且“2层平层”。•M510得电停车的条件是：任一内呼（1～4层）到达相应平层时。图10.21四层电梯停站程序(5)开关门及上下运行控制•四层电梯开关门及上下运行控制程序如图10.22所求。当M100得电，表示要停车，这时断开Y2、Y3（停止上升或下降），且自动开门。

M110得到M100的上升沿，触发Y16得电并自锁（开门），同时T0计时3秒，即为开门所用时间。T0计时到如有呼叫则自动关门（Y17得电）。关门时间由T1设定。在开、关门时M200得电，上升（Y2）和

下降（Y3）被断开。图10.22四层电梯开关门及上下行运行控制3)接线与调试图10.23四层电梯接线图5.思考与提升1)增加开关前、关门前声音提示。2)在开完门后到关门前增加上、下客延时时间5秒。10.8机械手自动控制及组态设计1.课题

设计要求•某机械手要求实现：•向左移动→下降→抓工件→上升→向右移动→放工件→向左移动，如此循环。输入输出名称输入点名称输出点上极限X0上升Y0下极限X1下降Y1左极限X2向左移动Y2右极限X3向右移动Y3起停开关SB12X10抓工件Y4抓、放工件时间都为1.5秒。2.实践硬件支持1)按钮开

关模块；2)PLC应用综合实验实训考核台；3)各种连接导线。3.课题原理与提示1)机械手自动控制是一个典型的顺序控制类课题，采用步进状态编程比较合适。2)利用组态王软件产生各个方向上的极限开关信号，提供给PLC。

3)用内存整型变量来控制机械手的运动、夹爪的夹紧与松开等。4.课题实施过程1)PLC控制程序图10.24机械手控制程序梯形图2)组态仿真设计与调试(1)构造数据库•根据机械手控制的输入/输出，新建I/O离散变量，这里变量名与输入/输出继电器同名。共建立

10个I/O离散变量。另外，建立了6个内存整型变量k1~k6，用于控制机械手的动画效果。变量名变量描述变量类型连接设备寄存器x10起停开关I/O离散PLC1X010x0上极限I/O离散PLC1X000x1下极限I/O离散PLC1X001x2左极限I/O离散PLC1X002x3右极限I/O离散

PLC1X003y0上升I/O离散PLC1Y000y1下降I/O离散PLC1Y001y2向左移动I/O离散PLC1Y002y3向右移动I/O离散PLC1Y003y4抓工件I/O离散PLC1Y004k1左右移动内存整型k2上下移动内存整型k3抓紧内存

整型k4工件X值内存整型k5工件Y值内存整型k6工件数量内存整型••(2)设计图形监控界面•在绘制监控界面的环境下，运用各种作图工具完成如图10.25所示仿真界面。画面包括立柱、X方向滑杆、Y方向滑杆

、夹爪、四个极限开关、工件和接工件平台。还有一些显示信息，机械手的当前位置信息、夹爪状态。图10.25机械手仿真界面(3)建立动画连接•对监控界面中需要移动的组件设置相应的变量，控制其水平方向和垂直方向的移动。当某个方向的控制变量达到一定值时，产生极限信号给PLC，控制程序进入下一个步

进状态。具体的画面属性命令语言如下：•if(k1==0){x2=1;}//如果k1=0，左极限=1•if(k1>0){x2=0;}//如果k1>0，左极限=0•if(k1<170){x3=0;}//如果k1<170，右极限=0•if(k1==170){

x3=1;}//如果k1=170，右极限=1•if(y2==1){k1=k1-10;}//如果y2=1(向左移动)，k1减去10，不断递减•if(y3==1){k1=k1+10;}//如果y3=1(向右移动)，k1加上10，不断递加•if(k2==0){

x0=1;}//如果k2=0，上极限=1•if(k2==63){x1=1;}//如果k2=63，下极限=1•if(k2>0){x0=0;}//如果k2>0，上极限=0•if(k2<63){x1=0;}//如果k2<63，下极限=0•if(y1==1){k2=k2+7;}//如果y1=1(

下降)，k1加上7，不断递加•if(y0==1){k2=k2-7;}//如果y0=1(上升)，k1减去7，不断递减•if(y4==1){k3=k3-5;}//夹爪夹紧•if(y4==0){k3=k3+5;}//夹爪放松•

if(k3==0){k5=63-k2;k4=k1;}//夹爪夹紧时，工件的的坐标随夹爪位置变化•if(k3==10){k5=0;k4=0;}//夹爪松开时，工件的的坐标为（0，0）•if(y2==1){if(k1==10

)k6=k6+1;}//工件计数•if(k6==99){k6=0;}//工件计到99时，清05.思考与提升•要求实现：向左移动→下降→抓工件→上升→向右移动→下降→放工件→上升→向左移动，如此循环。